A Zilog Z80 az Intel sikeres 8 bites processzorának, a 8080-nak a Zilog cég által készített utódja volt. (A Zilog-ot az Inteltől kilépett mérnökök alapították.) A Z80 hatására adta ki az Intel a 8085 jelű processzorát (amely azonban továbbra is a 8080-as utasításkészletével rendelkezett, pár kisebb bővítéssel[1]).
A két processzor belső felépítésben eltérő, de a Z80 felülről kompatibilis a 8080-nal, a bővítések a 8080 által nem definiált gépi kódokat használják (pl. a CB, ED, DD, FD hexadecimális kódok). Számos új utasításon kívül két új index-regisztere is van (IX és IY), illetve az alap regiszterkészletnek egy "másodpéldánya" is létezik (AF', BC', DE', HL'). A Z80-as saját assembly nyelvvel rendelkezik, amely az i8080-asénál felhasználóbarátabb.
Fejlődése
A Z80 eredeti DIL40 (dual in-line, 2×20 kivezetés) tokozású változatának lábkiosztása. A ponttal jelölt láb az 1-es, a számozás felülről nézve az óramutató járásával ellenkező irányban növekszik.
A Z80 első verziója 2,5 MHz órajellel üzemelt, DIL40 tokban, egyetlen tápfeszültséggel (+5V). Széles körű ismertségét a Sinclair ZX 80, ZX81, Timex gépeknek, később a ZX Spectrumnak, illetve ezek utódainak (Magyarországon az ABC 80 iskolaszámítógépnek is) köszönhette. A CPU mellé készítettek PIO (16 bites programozható párhuzamos I/O portot), SIO (soros vonali illesztő), CTC (számláló, időzítő) és DMA (közvetlen memóriavezérlő) csipeket is. A processzor az akkoriban megfizethető dinamikus memóriák frissítését megoldotta, nem kellett külön frissítő, memóriakezelő csipeket használni. Ezzel sokkal egyszerűbben alkalmazható, tervezhető, olcsóbb felhasználást tettek lehetővé.
A volt szocialista blokk is másolta, ugyanis akkoriban a COCOM lista miatt nem engedték importálni, ezért készült az U880 (a volt NDK-ban, ezt építették a magyar fejlesztésű PRIMO gépcsaládba is), de volt szovjet és bolgár megfelelője is. Később megjelentek gyorsabb változatok, valamint utángyártottak is, pl japán CPU-k voltak az újabb Spectrum sorozatokban is. A Z80A 4, Z80B 6, a Z80H pedig 8 MHz-es maximális órajellel működött.
Az 1980-as években kiterjedten használták méréstechnikai célokra is. A magyar MOMCOLOR színmérő számítóegysége Z80-as processzorral működik.
A maga idejében nagyon jól programozható, sokat tudó, és gyors processzor volt. A gyártó még 2008 végén is ajánlotta (több mint 20 évvel az első kiadása után), beágyazott rendszerekbe. Mikrokontrollerekbe a mai napig beépítik.
2024. április 15-én a Zilog bejelentette, hogy 2024. június 14-től a Z80 gyártása megszűnik.[2]
A processzor a CISC kategóriába tartozik: utasításai változó bájthosszúak, 1–4 bájtot foglalhatnak a memóriában; megengedett a memória-operandus, az utasítások között vannak pl. komplex blokkmozgató utasítások is. Utasításkészlete egy részhalmazként tartalmazza az Intel 8080-as processzor utasításkészletét, azzal felülről kompatibilis. A bővített utasításokat CB, DD, ED vagy FD prefixek jelölik az utasításkészletben.
A külvilággal a Z80 16 bites címbuszon, 8 bites adatbuszon, és a vezérlőbuszon keresztül tartotta a kapcsolatot. A 16 bites címtartomány 64 kibibyte (KiB) közvetlen címzést tesz lehetővé. Ez akkoriban elég nagynak számított, de különböző technikákkal ez tovább bővíthető; pl.: a címtartomány alsó felét 16 KiBROM és 16 KiBDRAM, a felső felét 2 vagy több 32 KiB DRAM használja.
A Z80 nagyban támogatta a DRAM-ok frissítését: minden utasítás végrehajtási ciklusba egy (esetenként két!) 'frissítési ciklust' épített be, ilyenkor a címbusz alsó hét bitjén egy automatikusan növelt számlálót (az R regiszter alsó hét bitjét) adott ki, ami az úgynevezett 'RAS-only' frissítést igénylő DRAM-ok esetén maximum 16 KiB-os memóriachipek (pl. 4116) frissítésére volt elegendő, ennél nagyobb kapacitású chipek (pl. 4164 (64 KiB), 41256 (256 KiB)) esetén további számláló áramkörökre volt szükség.
A processzor aritmetikai egysége (ALU) szorozni nem tudott, de ezen felül minden szokásos aritmetikai, logikai és léptetési művelet elvégzésére képes volt. Teljes regiszterkészlete a 8080-tól örökölt és megduplázott 3 regiszterpárból (16 bitesnek összefogható, de 8 bitenként külön-külön is elérhető regiszterből), az IX, IY indexregiszterekből, az SP veremmutató regiszterből, a PC programszámláló regiszterből, valamint két 8 bites regiszterből – I (megszakítás) és R (memóriafrissítés) – állt. Utóbbi egyébként gyors változása miatt álvéletlenszámok előállítására is alkalmazható volt.
Az alapregiszterek két sorozata két külön, váltható bankba van szervezve; az előtérben lévő ill. aktív bank regiszterei elérhetőek, a háttérben lévő regiszterek tartalma nem változik (ld. regiszterek).
Van indexelt címzése, mellyel valamelyik indexregiszterben tárolt címhez képest a -128 – +127 tartományban lehet elérni a memóriát.
Fejlett multiprocesszoros üzemmódot támogató lehetőséggel látták el.
Érdekes újítás volt akkoriban a blokkos adatmozgató művelet, amikor egy-egy regiszterpárt használtak a forrás és a cél cím tárolására és egy regiszterpárt darabszámlálónak. Automatikusan ismétlő megfelelőik is vannak, és a felhasználó is tudott ciklust készíteni. 8 bites lévén volt 8 bites cikluskezelő utasítás is.
A programozási modell és regiszterkészlet konvencionális, és hasonlít a rokon x86 családéra. A Z80 regiszterei egy összesen 208 bites területet foglalnak el, amelyen 18 darab 8 bites és 4 darab 16 bites regiszter található.[3] A 8080-kompatibilis regiszterek: AF, BC, DE, HL – a Z80-ban két példányban találhatók, két regiszterbankban kaptak helyet,[4] és ezek között a processzor igen gyorsan tud átkapcsolni (egyikről a másikra, oda-vissza);[5] ez a tulajdonság igen hasznos az egyszintű, magas prioritású megszakítások kezelésénél. Ez a képesség már létezett a Datapoint 2200 programozható terminálban (az x86, 8080 és Z80 architektúrák ősében), azonban az Intel ezt nem valósította meg a 8008-as processzorban (ami az Intel próbálkozása volt a terminál egyetlen integrált áramköri lapkán való megvalósítására). A kettős regiszterkészlet jelentősége főképpen abban áll, hogy a Z80-as processzort, miként a korabeli processzorok többségét is, beágyazott rendszerekben történő használatra tervezték, nem pedig a még fel sem talált otthoni vagy személyi számítógépekhez. Sima Maszatosi, a processzor egyik tervezője szerint a korabeli piac a nagy teljesítményű nyomtatókra, felső kategóriás pénztárgépekre és intelligens terminálokra koncentrált. A tulajdonság kapóra jött (nagyon hasznos volt) a kézi assembly kódolásban is, nagymértékben optimalizált kódok készítésénél. Egyes szoftverek, különösen az MSX, Sinclair ZX Spectrum és más Z80 alapú számítógépek szoftverei, a Z80-as assembly optimalizációt egészen szélsőséges szintre vitték, amelynek egyebek közt része volt a megduplázott regiszterek használata is.
A 8080-as processzorhoz hasonlóan, a 8 bites regiszterek párokban is használhatók, 16 bites regiszterekké kapcsolhatók össze. A 8080-kompatibilis regiszterek a következők:
AF: 8 bites akkumulátor (A) és jelzőbitek (F): átvitel (carry), nulla (zero), negatív, paritás/túlcsordulás, félátvitel (ezt a BCD műveletek használják), és az (N jelű) összeadás/kivonás jelzőbit, szintén a BCD műveletekhez
BC: 16 bites adat/cím regiszter vagy két 8 bites regiszter
DE: 16 bites adat/cím regiszter vagy két 8 bites regiszter
HL: 16 bites accumulator/cím regiszter vagy két 8 bites regiszter
SP: veremmutató, 16 bites
PC: programszámláló, 16 bites
A Z80-nál bevezetett új regiszterek a következők:
IX: 16 bites index vagy bázis regiszter a 8 bites közvetlen eltolásokhoz (offset)
IY: 16 bites index vagy bázis regiszter a 8 bites közvetlen eltolásokhoz
I: megszakítási vektor bázisregiszter, 8 bites
R: DRAM frissítési számláló, 8 bites (legmagasabb helyiértékű bitje nem változik)
AF': alternatív (vagy árnyék-) akkumulátor és jelzőbitek (az EX AF,AF' utasítás váltja)
BC', DE' és HL': alternatív (vagy árnyék-) regiszterek (az EXX utasítás váltja őket)
Négy bit a megszakítási állapot és mód jelzésére
Akkumulátor és jelzőbitek
Az A akkumulátor-regiszter és párja, az A', 8 bites regiszterek, közülük mindig csak az előtérben lévő elérhető. Aritmetikai és logikai műveletek egyik operandusát tartalmazza és ebben képződik a művelet eredménye is.
Az F regiszter és párja, az F', 8 bites regiszterek, a jelzőbitek elérésére szolgál: a belső jelzőbitek tartalmát a processzor az F-be másolja. Az A és F regiszterek egy 16 bites párt alkotnak, ami a kétbájtos műveletekkel kezelhető.
Általános célú regiszterek
Ezek a B, C, D, E, H, L 8 bites, vagy a BC, DE, HL párokba állított 16 bites regiszterek. Alternatív párjaik a BC', DE', HL' készlet. A két készlet egyetlen utasítással cserélhető.
Alternatív regiszterkészlet
Az alternatív regiszterkészlet közvetlenül nem elérhető, ehelyett két speciális utasítás, az EX AF,AF' és az EXX,[6] teszi lehetővé ennek kezelését; mindkettő csak egy multiplexer flipflop állapotát változtatja. Ez gyors kontextusváltást tesz lehetővé a megszakítások kiszolgálórutinjainak: az EX AF,AF' önmagában is használható (például egy nagyon egyszerű és gyors megszakításkezelőben) vagy együtt az EXX utasítással, amely lecseréli az egész BC, DE, HL készletet; ez még így is sokkal gyorsabb, mint a regiszterek verembe mentése (lassabb, alacsonyabb prioritású vagy több szintű megszakítások rendesen a veremben tárolják el a regisztereket). Az alternatív regisztereket árnyék-regiszterekként is említik (shadow registers).
Speciális regiszterek
A speciális regiszterek a PC programszámláló, SP veremmutató, IX, IY indexregiszterek, I és R regiszter.
A PC programszámláló regiszter egy 16 bites regiszter, a végrehajtandó utasítás memóriacímét tartalmazza. Közvetlenül nem elérhető, tartalma minden utasítás beolvasásakor automatikusan növekszik az utasítás hosszával; ugróutasítások után értéke a relatív címkülönbséggel változik, vagy abszolút ugráskor az új cím értékét veszi fel. Reset alkalmával 0 értéket kap.
Az SP veremmutató regiszter egy 16 bites regiszter, a verem tetejét címzi. A programokban a PUSH utasítással két bájtos adatot lehet a verem tetején elhelyezni, és a POP utasítással onnan a regiszterekbe írni; ilyenkor a veremmutató értéke automatikusan növekszik / csökken 2-vel.
Az IX és IY két független 16 bites indexregiszter, amelyek indexelt címzési mód esetén a memória báziscímet tartalmazzák; a tényleges cím az indexregiszter és egy 8 bites eltolási érték összegeként áll elő.
A memóriafrissítő regiszter vagy R regiszter (R mint refresh) nem 8, hanem valójában 7 bites regiszter, a 8. bitje soha nem változik – ez azzal függ össze, hogy a korabeli memóriák egy 7 bites frissítési ciklust igényeltek. Elsődleges szerepe a processzorhoz csatlakozó dinamikus memóriák frissítése: a processzor az utasításdekódolás és végrehajtási fázis alatt tartalmát a címsín alsó felére helyezi. Tartalma eggyel növekszik a CPU minden utasításlehívási ciklusakor, tehát amint a CPU elővesz egy utasítást (vagy utasításkód-prefixet), ezáltal egyfajta bonyolult kapcsolatban van a programvégrehajtással. Ezt gyakran álvéletlen számok generálására használják a programokban. Bizonyos rendszerekben „hardveres” számlálóként is alkalmazták, ennek egyik példája a ZX81-es gép, amely ennek segítségével követte nyomon a karakterpozíciókat a TV-képernyőn, egy megszakítás segítségével.
Az I megszakítási vektorregisztert a Z80 speciális 2-es módú megszakításai használják – ezt a megszakítási üzemmódot az IM 2 utasítással lehet kiválasztani. A Z80-as processzornál a maszkolható megszakítások kezelésének háromféle üzemmódja létezik (0, 1, 2). A 2-es mód a vektoros megszakításkezelést valósítja meg. Ebben az üzemmódban az I regiszter szolgáltatja a megszakítási vektorcím felső 8 bitjét (míg az alsó 8 bitet a megszakítást kérő periféria helyezi a sínre); az így előállt 16 bites címnek egy 128 elemű táblázatba kell mutatnia, ahol a megszakításkezelő szubrutinok kezdőcímeinek kell elhelyezkedniök.[7] Az I gyakorlatilag egy megszakítási lapcím-regiszter. A mutató alkalmas egy adott periféria (-csip) megfelelő funkciójának vagy eseményének azonosítására, ahol a perifériák daisy-chain-be, egyfajta füzérbe vannak szervezve, amely meghatározza az eszközök (megszakításkérelmeinek) prioritását. A frissítőregiszterhez hasonlóan ezt a regisztert is lehet „kreatívan” használni, pl. a 0-s és 1-es megszakítási módokban közönséges 8 bites adatregiszterként használható.
A 4 bites ALU
Az aritmetikai-logikai egység (ALU) a CPU-ba integrált modul, amely az aritmetikai és logikai műveletek végrehajtásáért felelős. Más korabeli CPU-kkal (például a MOS 6502-vel vagy az Intel 8080-assal) ellentétben a Z80 ALU-ja 4 bites, azaz nibble-nek is nevezett 4 bites értékekkel végez számításokat. Mivel a CPU akkumulátor-regisztere 8 bites, az akkumulátorban lévő számon történő számítás elvégzéséhez a Z80 ALU-jának két lépést kell végrehajtania ezen a regiszteren. Annak érdekében, hogy ez ne befolyásolja a CPU teljesítményét, a Z80 tervezői egy olyan belső ciklusrendszert dolgoztak ki, amely "gépi ciklusokra" vagy "M-ciklusokra" oszlik, ahol minden M-ciklus több órajelciklusból áll, és az utasításokat úgy optimalizálták, hogy a CPU képes legyen az egyes utasítások minimális átfedő műveleteit végrehajtani: ezt az eljárást „fetch/execute overlapping”-nek nevezik, és lehetővé teszi, hogy az egyik utasítás végrehajtása folytatódjon, miközben a CPU a következő utasítás opkódját olvassa be a memóriából. Például a SUB r utasítás, amely az 'r' jelű 8 bites regiszterben lévő értéket kivonja az akkumulátorból, 1 M-ciklus alatt hajtódik végre, amely 4 órajelciklusból áll. Az utasítás végrehajtása a következő lépésekre osztható:
AKTUÁLIS UTASÍTÁS: "N" (SUB r)
M1 / T1
:
cím beállítása, ahonnan az "N" végrehajtandó utasítást beolvassa
M1 / T2
:
az "N" utasítás lehívása a memóriából
M1 / T3
:
a műveleti kódot "SUB r"-ként értelmezi: A az "ACU" belső regiszterbe töltődik (*)
M1 / T4
:
az "r" regiszter tartalma a "TEMP" belső regiszterbe töltődik (*)
KÖVETKEZŐ UTASÍTÁS: "N+1"
M1 / T1
:
cím beállítása, ahonnan az "N+1" végrehajtandó utasítás olvasása történik;
:
ezzel egyidőben az ALU kiszámítja az előző művelet alacsony nibble-ét
M1 / T2
:
az "N+1" utasítás előhívása a memóriából;
:
ezzel egyidőben ALU kiszámítja az előző művelet magas nibble-ét,
:
az eredményt 8 bites értékké állítja össze és az akkumulátorba helyezi
*: ld.fent, CPU belső felépítésének vázlatán („A Z80 felépítése”)
Így a Z80 nem mutat lassulást egy teljesen 8 bites ALU-val rendelkező CPU-hoz képest. Ez azért is lehetséges, mert az utasítás memóriából való behívása mindig az utasítás első M-ciklusának (M1-nek nevezett) első "T" ciklusa alatt történik.[8][9][10][11]
A Z80 assembly nyelv
A Datapoint 2200 és az Intel 8008
Az első Intel 8008assembly nyelv a Datapoint 2200 termináltól örökölt nagyon egyszerű, ám szisztematikus szintaxison alapult. Később, még ugyanennél a csipnél, az eredeti szintaxist később egy hagyományosabb assembly nyelvi forma váltotta fel. Ezzel körülbelül egyidőben az újabb assembly nyelvet kiterjesztették, hogy alkalmas legyen a fejlettebb Intel 8080 csip által hozzáadott címzési módok jelölésére (a 8008 és a 8080 egy közös nyelvi készleten osztozott, anélkül, hogy binárisan kompatibilisek lettek volna, bár a 8008-as binárisan kompatibilis volt a Datapoint 2200-assal).
Az átalakítás során a LOAD, „betöltés” műveletre alkalmazott L mnemonikot felváltották a LOAD, STORE és MOVE szavak különféle rövidítései, egyéb szimbolikus betűkkel keverve. Az M az utasítást jelölő mnemonikus betűk csoportjából átkerült az operandusokat jelölő betűk közé, ahol a (a HL által címzett) memória jelölésére szolgált, míg a regiszterek és azok kombinációi nagyon következetlenül, változatos jelöléseket kaptak, akár rövidített operandusokként (MVI D, LXI H és társai), akár az utasításkódon belül (LDA, LHLD és a többi), vagy mindkét módon egyszerre (LDAX B, STAX D s.í.t.).
Datapoint 2200 és i8008
i8080
Z80
i8086/i8088
~1973 előtt
~1974
1976
1978
LBC
MOV B,C
LD B,C
MOV BL,CL
--
LDAX B
LD A,(BC)
MOV AL,[BX]
LAM
MOV A,M
LD A,(HL)
MOV AL,[BP]
LBM
MOV B,M
LD B,(HL)
MOV BL,[BP]
--
STAX D
LD (DE),A
--
LMA
MOV M,A
LD (HL),A
MOV [BP],AL
LMC
MOV M,C
LD (HL),C
MOV [BP],CL
LDI 56
MVI D,56
LD D,56
MOV DL,56
LMI 56
MVI M,56
LD (HL),56
MOV byte ptr [BP],56
--
LDA 1234
LD A,(1234)
MOV AL,[1234]
--
STA 1234
LD (1234),A
MOV [1234],AL
--
--
LD B,(IX+56)
MOV BL,[SI+56]
--
--
LD (IX+56),C
MOV [SI+56],CL
--
--
LD (IY+56),78
MOV byte ptr [DI+56],78
--
LXI B,1234
LD BC,1234
MOV BX,1234
--
LXI H,1234
LD HL,1234
MOV BP,1234
--
SHLD 1234
LD (1234),HL
MOV [1234],BP
--
LHLD 1234
LD HL,(1234)
MOV BP,[1234]
--
--
LD BC,(1234)
MOV BX,[1234]
--
--
LD IX,(1234)
MOV SI,[1234]
A négyfajta szintaxis illusztrációja, megegyező vagy (a 8086-nál) hasonló mintájú betöltő és tároló utasításokon bemutatva[12]
Az új szintaxis
Mivel az Intel assembly utasításkódjai (mnemonikjai) szerzői jogi védelem alá estek,[13] a Zilognak egy új assembly szintaxist kellett kifejleszteni. Ezt a feladatot azonban már sokkal szisztematikusabban oldották meg:
Minden regisztert és regisztepárt a teljes nevével jelölnek
A zárójelek következetesen a „memóriatartalom” jelölésére szolgálnak (indirekt címzés, ill. mutatóval történő hivatkozás), néhány ugróutasítás kivételével.[14]
Minden betöltő és kiíró utasítás ugyanazt a mnemonikus nevet használja: LD (a LOAD rövidítése, visszatérve a Datapoint 2200 szóhasználatához); a többi közös utasítás, mint az ADD vagy INC, mindig ugyanazt a mnemonikot használja, a címzési módtól vagy az operandus méretétől függetlenül. Ez lehetséges, mert maguk az operandusok elég információt hordoznak.
Ezekből az elvekből szinte egyenesen következett az összes új Z80-as utasítás neve és formája, ráadásul a régi utasítások ortogonális formái; például: LD BC,(1234).
Eltekintve az elnevezési különbségektől és az eltérésektől a regiszterstruktúra felépítésében, a Z80 és az Intel 8086 szintaxis virtuálisan izomorf az utasítások túlnyomó többségére vonatkozólag. A 8080 és a 8086 assemblerek között csak nagyon felületes hasonlóságok mutatkoznak (pl. a MOV szó vagy az X betű használata a kiterjesztett regiszterekre), bár a 8080-as programok speciális assembler segítségével lefordíthatók 8086-os tárgykódra, vagy egy forráskód-fordító segítségével átalakíthatók 8086-os assembly nyelvre.[15][16]
Az utasításkészlet és kódolása
A Z80 a rendelkezésre álló 256 kódból 252-t használ egybájtos opkódként (ezek az ún. „gyökérutasítások” v. alaputasítások); a fennmaradó négy kódot opkód-prefixumként (előtagként) használja:[17] a CB és ED kiegészítő utasításokat tesz elérhetővé, a DD és FD pedig az IX+d vagy IY+d címzési módokat választja ki (néhány esetben a d eltolás nélkül) a HL helyett. Ez a séma a Z80 számára nagyszámú utasítás- és regiszter-kombinációt biztosít; a Zilog ezeket 158 „utasítástípus”-ba sorolja, amiből 78 megegyezik az Intel 8080 utasításaival,[17] ami lehetővé teszi a 8080-as programok Z80-as processzoron való működését. A Zilog dokumentáció további kategóriákba sorolja az utasításokat:
8 bites aritmetikai és logikai műveletek
16 bites aritmetikai műveletek
8 bites betöltő utasítások (load)
16 bites betöltő utasítások
Bit beállítás, törlés és teszt
Hívás, visszatérés és újraindítás (call, return, restart)
Cserélő, blokkmozgató és kereső utasítások
Általános célú aritmetikai és CPU-vezérlési utasítások
Bemenet és kimenet
Ugró utasítások
Eltolás, ciklikus eltolás (shift, rotate)
Az eredeti Z80-nak nincs szorzó utasítása.[18] A különböző méretű és változatú összeadás, eltolás és körkörös eltolás (elforgatás, rotálás) utasítások valamennyire eltérő hatással vannak a jelzőbitekre, mert ebben a 8080-as viselkedését másolták. A betöltő utasítások nincsenek hatással a jelzőbitekre (a speciális I és R legiszterek betöltését kivéve).
Az IX/IY indexregisztereket használó utasítások hasznosak rögzített struktúrákban tárolt adatok elérésénél és a kódméretet is csökkentik, mivel sok rövidebb, alapregisztert használó utasítást helyettesíthetnek. Bár néhány kontextusban ezek növelik a sebességet, hosszú vagy bonyolult, egyszerűbb utasításokból álló „egyenértékű” kódsorozatokhoz képest, ezek az utasítások költségesebbek, végrehajtásuk több CPU-időt vesz igénybe (pl. egy memóriahely indexelt elérése 19 T-állapot, míg ugyanaz a HL regiszterrel és INC utasítással a következő bájt címzésére 11 T-állapot alatt hajtható végre). Így pl. az egyszerűbb vagy lineárisan elhelyezkedő adatokhoz való hozzáférés az IX vagy IY címzéssel általában lassabb. Ezek mégis hasznosak lehetnek, ha az alapregiszterek mind foglaltak, mert elkerülhető azok (verembe-) mentése és visszaállítása. Az indexregiszterek alsó és felső bájtjai külön-külön is elérhetők (ld. alább), bár ez hivatalosan nem volt dokumentálva. Ez különösen hasznos lehet, mivel használatuk nem lassítja annyira a végrehajtást. Hasonlóképpen, a 16 bites összeadási utasítások sem rendkívüli gyorsaságukkal tűnnek ki (11 órajelciklus) az eredeti Z80-asnál; mégis, a 8 bites műveletek használatával a megfelelő eredmény kétszer lassabban érhető el, és a 16 bites utasítások csökkentik a regiszterhasználatot is.
A 10 évvel fiatalabb mikrokódolt Z180 kialakítás nagyobb lapkaterület használatát tette lehetővé (pl. szélesebb ALU használatát, többek között), ezáltal a megvalósítás kissé hatékonyabbá vált; ugyanezeket lehet elmondani a Z800, a Z280 és a Z380-ról is. Mégis 2001-ig, a teljesen futószalagos végrehajtású eZ80 megjelenéséig tartott, hogy ezek az utasítások végül megközelítették az órajelciklusok kihasználásának technikailag lehetséges határát, tehát az adott Z80 kódkészlettel, egy 8 bites írás vagy olvasás művelet végrehajtását minden órajelciklus alatt.
Nem dokumentált utasítások
Az IX és IY indexregiszterek alapvetően a 16 bites mutatók használatát könnyítik a programokban, amelyeket általában a memória, a veremkeretek és egyéb összetett adatstruktúrák elérésére használnak. Hivatalosan ezek a regiszterek oszthatatlanul 16 bitesek. A valóságban ezek is két 8 bites regiszterként vannak megvalósítva, de a 8 bites használatot lehetővé tevő utasításokat a gyártó nem tette közzé.[19] Ezek a regiszterek a HL-hez hasonlóan kezelhetők, 16 bites vagy két külön 8 bites „felső” (high, H) és „alsó” (low, L) regiszterként. Még az utasítások bináris opkódjai is megegyeznek a H, L regisztereket használó utasítások kódjaival, csak a prefixeik különböznek.[20] A Zilog csak a szándékosan megvalósított funkciók opkódjait tette közzé, de nem dokumentálta azt a tényt, hogy minden opkód, amely a H vagy az L regisztereket használja, hasonlóképpen érvényes az IX vagy IY regiszterek megfelelő (magasabb vagy alacsonyabb helyiértékű) 8 bites részeire is. Például a 26h opkód, melyet egy közvetlen érték követ a LD H,n utasítást reprezentálja, amely az n értékét a H regiszterbe tölti. Ha ezt az utasítást pl. az IX regiszter használatát jelző prefix – DDh bájt – előzi meg, akkor az utasítás az n értékét az IX regiszter magasabb helyiértékű bájtjába (felébe) tölti be. Ez alól kivétel az LD H,(IX+d)-hoz hasonló utasítások csoportja, amelyek egyszerre használják az HL és IX vagy IY regisztereket,[20] ebben az esetben a DD prefix csak az utasítás (IX+d) részére érvényes.
Több egyéb nem dokumentált utasítás is létezik.[21] A nem dokumentált vagy illegális opkódok a Z80-as processzorban változatos eredményeket adnak, amelyek között akadnak hasznosak is. Azonban, mivel ezek a kódok nem részei a processzor formális definíciójának, nem biztos, hogy a különböző Z80-as megvalósításokban ugyanúgy működnek vagy ugyanazt a mellékhatást váltják ki (a dokumentált utasítások hatása garantált, ezeké azonban nem).
Kódminta
Az alábbi Z80 assembler forráskód egy memcpy nevű alprogramot mutat be, amely egy megadott méretű adatblokkot másol a memóriában az egyik címről a másikra. Az adatblokk másolása bájtonként történik, a másolás egy ciklust használ, abban pedig 16 bites műveleteket. Érdekesség, hogy a lefordított kód binárisan kompatibilis az Intel 8080-as és 8085 processzorokkal.
; memcpy --
; Egy memóriaterület másolása egyik helyről a másikra.
;
; Bemenő regiszterek
; BC - másolandó bájtok száma
; DE - forrás memóriacím
; HL - cél memóriacím
;
; Visszatérő regiszterek
; BC - nulla
1000 org 1000h ; Kód kezdőcíme 1000h
1000 memcpy public
1000 78 loop ld a,b ; BC tesztelése:
1001 B1 or c ; A := ( B or C )
1002 C8 retz ; visszatérés, ha nulla
1003 1A ld a,(de) ; A betöltése (DE) címről
1004 77 ld (hl),a ; A írása (HL) címre
1005 13 inc de ; DE növelése
1006 23 inc hl ; HL növelése
1007 0B dec bc ; BC csökkentése
1008 C3 00 10 jp loop ; ciklus vége, ismétlés
100B end
Felhasználás
A Z80 processzor (és másolatainak) néhány alkalmazása:
↑ ab
Krizsán György. ZILOG Mikroprocesszor Családok I-II., lektor: Dr. Kovács Magda (magyar nyelven), Budapest: LSI Alkalmazástechnikai Tanácsadó Szolgálat, 1–453. o. (1985). ISBN 963-592-351-1. Hozzáférés ideje: 2013.
↑Wai-Kai Chen. The circuits and filters handbook (angol nyelven). CRC Press, 1943. o. (2002). ISBN 978-0-8493-0912-0 „interrupt processing commences according to the interrupt method stipulated by the IM i, i=0, 1, or 2, instruction. If i=1, for direct method, the PC is loaded with 0038H. If i=0, for vectored method, the interrupting device has the opportunity to place the op-code for one byte . If i=2, for indirect vector method, the interrupting device must then place a byte . The Z80 then uses this byte where one of 128 interrupt vectors can be selected by the byte.”
↑ 8080A/ 8-Bit N-Channel Microprocessor, Intel Component Data Catalog 1978. Santa Clara, CA: Intel Corporation, p. 11-17. o. (1978. november 27.) „All mnemonics copyright Intel Corporation 1977”
↑Az ugró – JP – utasítások, amelyek a célutasítás címét töltik be a programszámlálóba, nem jelentenek memóriahozzáférést. Az ugróutasítások abszolút vagy relatív formái ezt fejezik ki a zárójelek elhagyásával. A regiszteralapú ugróutasítások, mint pl. a „JP (HL)” megtartják a zárójelet, ami nyilvánvalóan ettől a konvenciótól való eltérés Z80 Relocating Macro Assembler User's Guide. [2011. július 20-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 8.)
↑Nelson, Ross P.. The 80386 book: assembly language programmer's guide for the 80386. Microsoft Press, 2. o. (1988). ISBN 978-1-55615-138-5 „An Intel translator program could convert 8080 assembler programs into 8086 assembler programs”
↑ abZ80 CPU Introduction. Zilog, 1995. „Nyelve 252 alaputasításból áll és a maradék 4 bájt segítségével előtagként használva, még 308 utasítás érhető el.”
↑Sanchez, Julio. Software Solutions for Engineers And Scientists. Taylor & Francis, 65. o. (2008). ISBN 978-1-4200-4302-0 „The 8-bit microprocessors that preceded the 80x86 family (such as the Intel 8080, the Zilog Z80, and the Motorola) did not include multiplication. – a 80x86 családot megelőző 8 bites processzorok (mint az Intel 8080, a Zilog Z80 és a Motorola) nem tartalmazták a szorzást.”
↑ abBot, Jacco J. T.: Z80 Undocumented Instructions. Home of the Z80 CPU. „If an opcode works with the registers HL, H or L then if that opcode is preceded by #DD (or #FD) it works on IX, IXH or IXL (or IY, IYH, IYL), with some exceptions. The exceptions are instructions like LD H,IXH and LD L,IYH”
↑Robin Nixon The Amstrad Notepad Advanced User Guide ,Robin Nixon, 1993 ISBN 1-85058-515-6, pages 219-223
Krizsán György. ZILOG Mikroprocesszor Családok I-II., lektor: Dr. Kovács Magda (magyar nyelven), Budapest: LSI Alkalmazástechnikai Tanácsadó Szolgálat, 1–453. o. (1985). ISBN 963-592-351-1. Hozzáférés ideje: 2013.
1971 film by Ulu Grosbard Who Is Harry Kellerman and Why Is He Saying Those Terrible Things About Me?Theatrical release posterDirected byUlu GrosbardWritten byUlu GrosbardHerb GardnerProduced byUlu GrosbardHerb GardnerStarringDustin HoffmanDom DeLuiseBarbara HarrisJack WardenDavid BurnsGabriel DellCinematographyVictor J. KemperEdited byBarry MalkinMusic byShel SilversteinProductioncompanyCinema Center FilmsDistributed byNational General PicturesRelease date June 15, 1971 (1971-...
اضغط هنا للاطلاع على كيفية قراءة التصنيف بوميسيما بروجاسلي حالة الحفظ أنواع غير مهددة أو خطر انقراض ضعيف جدا[1] المرتبة التصنيفية نوع التصنيف العلمي فوق النطاق حيويات مملكة عليا حقيقيات النوى مملكة حيوان عويلم ثنائيات التناظر مملكة فرعية أوليات...
Мапа князівств Київської Русі в 1237 році Список давньоруських архітектурних споруд домонгольського періоду включає перелік пам'яток архітектури, які були створені на теренах усіх давньоруських земель та князівств до Батиєвого нашестя 1237—1240 років. Список складається як
Cascadas del HuéznarCascadas del Huesna Categoría UICN III (monumento natural) SituaciónPaís España EspañaComunidad Andalucía AndalucíaProvincia Sevilla SevillaCoordenadas 37°59′32″N 5°39′46″O / 37.99222222, -5.66277778Datos generalesGrado de protección Monumento naturalFecha de creación 2001N.º de localidades San Nicolás del PuertoSuperficie 1,62 ha Cascadas del HuéznarCascadas del Huesna Ubicación en Provin...
Este artículo o sección se encuentra desactualizado.La información suministrada ha quedado obsoleta o es insuficiente.Este aviso fue puesto el 26 de septiembre de 2016. Bill Mollison Información personalNombre de nacimiento Bruce Charles MollisonNacimiento 4 de mayo de 1928 Australia, TasmaniaFallecimiento 24 de septiembre de 2016 Australia, TasmaniaNacionalidad australianoFamiliaCónyuge Lisa MollisonEducaciónEducado en Universidad de Tasmania Información profesionalOcupació...
This article uses bare URLs, which are uninformative and vulnerable to link rot. Please consider converting them to full citations to ensure the article remains verifiable and maintains a consistent citation style. Several templates and tools are available to assist in formatting, such as reFill (documentation) and Citation bot (documentation). (September 2022) (Learn how and when to remove this template message) Magnet high school in Alexandria, Virginia, United StatesThomas Jefferson High S...
2003 novel by Patricia Schonstein A Time of Angels First editionAuthorPatricia SchonsteinCountrySouth AfricaLanguageEnglishGenreNovelPublished2003 (Parktown: Random House)Media typePrint (Hardback)Pages223ISBN9780593051764OCLC749961446 A Time of Angels is a 2003 book by Patricia Schonstein and follows the lives of a number of Italian Jews in post-Apartheid South Africa. Reception The Guardian, in a review of A Time of Angels, wrote Schonstein's magical realism is dense with sensual image...
هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (أبريل 2018) تضم هذه اللائحة الحروب الأهلية الماضية والحالية.[1][2] الحروب الأهلية الماضية ما بعد الحرب العالمية الثانية الحرب الأهلية اليونانية، 1946-1949 الحرب الأه...
Paulo Freire UniversityUniversidad Paulo Freire (UPF)MottoEducación para la vidaMotto in EnglishEducation for lifeTypePrivateEstablished2002RectorAdrian Meza Sosa[1]LocationManagua, NicaraguaNicknameUPFWebsitewww.upf.edu.ni The Universidad Paulo Freire (UPF) is a university in Managua, Nicaragua, with branches in Managua, San Marcos, Carazo, San Carlos, Río San Juan.[2] It is named after Brazilian educator Paulo Freire. The UPF was established in 1998 as the Paulo Freir...
Loughborough bus operator, part of Wellglade KinchbusA Kinchbus Alexander-Dennis Enviro200MMC in Loughborough in 2023ParentWellglade GroupFounded1972 as G.K. KinchHeadquartersLoughboroughService areaDerbyshireLeicestershireNottinghamshireService typeBus servicesRoutes7HubsLoughboroughDepots1Fleet36 (July 2022)OperatorWellglade GroupChief executiveJeff Counsell (until February 2023)Websitewww.kinchbus.co.uk Kinchbus,[1] formerly G.K. Kinch, is a bus operator in Loughborough, England. S...
1915 film by Sidney Olcott For Puccini's opera, see Madama Butterfly. For other works with this title, see Madame Butterfly (disambiguation) Madame ButterflyTheatrical posterDirected bySidney OlcottWritten byJohn Luther Long (story)Produced byDaniel FrohmanAdolph ZukorStarringMary PickfordDistributed byParamount PicturesRelease dateNovember 7, 1915Running time61 minutesCountryUnited StatesLanguagesSilent filmEnglish intertitles Madame Butterfly Madame Butterfly is a 1915 silent film directed ...
1991 single by Soundgarden This article is about the song. For the pose, see Christ-like pose. Jesus Christ PoseSingle by Soundgardenfrom the album Badmotorfinger B-sideStray Cat BluesInto the Void (Sealth)SomewhereReleased1991RecordedMarch and April 1991Genre Grunge alternative metal Length5:51LabelA&MSongwriter(s) Matt Cameron Chris Cornell Ben Shepherd Kim Thayil Producer(s) Terry Date Soundgarden Soundgarden singles chronology Room a Thousand Years Wide (1990) Jesus Christ Pose (1991)...
The Gaer, Newport (4641381).jpg The Gaer House (Welsh: Yr Ty Gaer meaning 'The Fort House' or 'The House of the Fort') is an estate house located in the community of Gaer, Newport, South Wales. It is situated about 2 miles (3.2 km) from the Newport to Cardiff road, near a Roman fort, which gave the name to the estate.[1] The Gaer Hillfort (alternative: the Gollars), a large circular site, is a huge fort situated in a defensive position overlooking the Ebbw River. It contains many...
South Korean novelist (born 1942) In this Korean name, the family name is Lee. Not to be confused with South Korean wheelchair curler Lee Dong-ha (curler). Lee Dong-haBorn (1942-12-01) December 1, 1942 (age 81)OccupationNovelist Korean nameHangul이동하Hanja李東河Revised RomanizationI Dong-haMcCune–ReischauerYi Tong-ha Lee Dong-Ha (born December 1, 1942) is a South Korean novelist.[1] Life Lee Dong-Ha was born in Osaka, Japan[2] and moved to Korea with his family a...
Ministers in Government of Mysore headed by Chief Minister B. D. Jatti Jatti ministry6th Council of Ministers of Mysore StateBasavaraj Bommai ministryDate formed16 May 1958Date dissolved9 March 1962People and organisationsHead of stateJayachamarajendra Wadiyar1 November 1956 – 4 May 1963(As Governor of Mysore)Head of governmentB. D. JattiMember partiesIndian National CongressStatus in legislatureMajorityHistoryElection(s)1957Outgoing election1962Legislature term(s)6 years (Council) 5 years ...
Device to prevent fluid leaks in mechanisms Compression seal example A mechanical seal is a device that helps join systems and mechanisms together by preventing leakage (e.g. in a pumping system), containing pressure, or excluding contamination. The effectiveness of a seal is dependent on adhesion in the case of sealants and compression in the case of gaskets. The seals are installed in pumps in a wide range of industries including chemicals, water supply, paper production, food processing an...
The topic of this article may not meet Wikipedia's notability guidelines for products and services. Please help to demonstrate the notability of the topic by citing reliable secondary sources that are independent of the topic and provide significant coverage of it beyond a mere trivial mention. If notability cannot be shown, the article is likely to be merged, redirected, or deleted.Find sources: Dragon Player – news · newspapers · books · scholar · JS...
Peninsula in Nunavut, Canada Mid-Borden Peninsula. Erosion of Proterozoic redbeds throws iron stain into Mala River sediments. ONC map sheet showing Borden Peninsula NASA image Borden Peninsula The Borden Peninsula[1] is a peninsula on northern Baffin Island, in Nunavut, Canada. It lies some 80 km south of Devon Island (Cape Warrender), from which it is separated by Lancaster Sound. Northeastern Borden Peninsula is home to Sirmilik National Park. Geography Borden Peninsula extends nor...
Nigerian actor and singer (born 1985) Gabriel AfolayanAfolayan at the audition for Ojuju in 2013Born (1985-03-01) 1 March 1985 (age 38)NationalityNigerianCitizenshipNigerianAlma materUniversity of IbadanOccupation(s)Actor, singer [1]Years active1997 - present [2]ParentAdeyemi Afolayan (father)RelativesMoji Afolayan (sister)Kunle Afolayan (brother)Aremu Afolayan (brother)AwardsAfrica Movie Academy Award for Best Supporting Actor Gabriel Afolayan, Listenⓘ (born ...
